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低成本電池可用于大規模電力儲存

鉅大LARGE  |  點擊量:382次  |  2023年07月05日  

電極材料采用廉價豐富的鈉和錳,同時采用水性電解液,這就更安全,更便宜,勝過鋰離子電池使用的有機電解液。阿奎昂能源公司(AquionEnergy)這家公司正在制作低成本電池,用于大規模電力儲存,公司已選定首所廠的場地,而且表示,已籌得所需融資,用于建廠。


電池制備:阿奎昂能源公司最近宣布,計劃改造這所廠,這所廠以前生產索尼電視,改造后要制造大型電池,用于太陽能發電廠。來源:麻省理工科技創業


這家公司希望,它的新穎的電池技術,可以讓全球14億沒有通電的人用上電,而且無需接通電網。阿奎昂公司廠的這一場地,很空曠,是原先的索尼(Sony)電視機廠,就在匹茲堡(Pittsburgh)附近。最初的生產量力是每年數百兆瓦時的電池,這家公司并不想具體說明。它也沒有說籌集到多少資金,以及從何處籌來,只是提到,有一些來自賓夕法尼亞州(Pennsylvania),而且有500萬美元形式上是研發補助金,來自聯邦政府。


預計會首先用于像印度這樣的國家,那里有數億人處于大城市以外的社區,沒有接通電網,也沒有任何可靠的其他電源。這些社區大多使用柴油發電機供電,但是,石油價格高,太陽能電池板價格低,因此,某些情況下,安裝太陽能更便宜。為了存儲白天發的電,供夜間使用,這些社區就要電池系統,要能夠處理任何級別的用電,從幾十千瓦時到幾兆瓦時都可以,阿奎昂公司首席執行官斯科特皮爾森(ScottPearson)說。這種系統就不必要使用長距離輸電線路,因為采取大致相同的方式,手機發射塔使這些社區用上了手機通信服務,而且是在他們有地面線路之前。


最終,阿奎昂公司計劃,把大量電池賣給一些有電網的國家。在需求高峰時期,它們可以供電,彌補電力波動,大型風電場和太陽能電廠都會使電網出現波動。這些應用要幾十到幾百千兆瓦時的儲存值,以給它們供電。阿奎昂公司要提高生產量力。要與天然氣發電廠競爭,尤其是在美國,天然氣非常便宜,這就意味著,要等到規模經濟把成本降下來。

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這家公司表示,它最初希望生產的電池在每千瓦時300美元以下,遠遠低于傳統的鋰離子電池(lithium-ionbatteries)。鉛酸蓄電池(Lead-acidbatteries)比阿奎昂公司的電池更便宜,但它們只能使用兩年或三年。阿奎昂公司的電池可充電5000次,而且可持續使用十多年,這樣的使用情況是,每天充電一次。到目前為止,這家公司測試電池已有幾年了。


杰伊惠特克(JayWhitacre)是卡內基-梅隆大學(CarnegieMellonUniversity)材料科學與工程教授,他開發了阿奎恩公司的技術,并創辦了這家公司,他說,成本要下降到低于每千瓦時200美元,才能進行并網應用。要降低到這個價格,而且生產量力要達到千兆瓦時的規模,這要很長的時間,他說。但是,你必須從某個地方開始。惠特克開發這些電池,低成本和耐久性是一開始就考慮的。尋找潛在的電極材料時,他局限于廉價、豐富的元素,最后選定了鈉(sodium)和錳(manganese)。他也選擇了水性電解液,這就更安全,更便宜,勝過鋰離子電池使用的有機電解液。反過來,這又讓他可以用廉價的生產設備進行制造。


為了降低成本,公司制作電池時使用的設備,通常都用于生產食品或阿司匹林。賓夕法尼亞州的廠建設即將開始,第一階段預計明年完工。有些論文提出新的電池材料,看起來很好,直到你看到限制性條件,了解到它們如何制作,惠特克說。我們從一開始就專注于制作技術。



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